package com.stack;

/**
 * 作者：swk
 * 时间：
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 **/
public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        //根据前面老师思路,完成表达式的运算
        String expression = "3*1223*2+2*6-2";
        //创建两个栈,数栈,一个符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(40);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(40);
        //定义需要的相关变量
        int index = 0;//于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';//将每次扫描得到char保存到ch
        String keepNum = "";//用于拼接多位数
        //开始whi1e循环的扫描 expression
        while (true) {
            //依次得到 expression
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            //判断ch是什么,然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {//如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //如果符号栈有操作符, 就进行比较, 如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符,
                    // 就需要从数栈中pop出两个数,
                    //在从符号栈中pop出一个符号,进行运算,将得到结果,入数栈,然后将当前的操作符入符号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.reTop())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //把运算的结果如数栈
                        numStack.push(res);
                        //然后将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符，就直接入符号栈。
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    //如果为空直接入符号栈。。
                    operStack.push(ch);
                }
            } else {//如果是数，则直接入数栈
                //numStack.push(ch - 48);
                //分析思路
                //1。当处理多位数时，不能发现是一个数就立即入栈，因为他可能是多位数
                //2。在处理数，需要向expression的表达式的index 后再看一位，如果是数就进行扫描，如果是符号才入栈
                //3。因此我们需要定义一个变量 字符串，用于拼接
                keepNum += ch;
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        keepNum = "";
                    }
                }

            }
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        //最后一步
        while (true) {
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            //把运算的结果如数栈
            numStack.push(res);
        }
        System.out.printf("最后%s的结果是%d", expression, numStack.pop());
    }
}

//定义一个ArrayStack 表示栈
class ArrayStack2 {
    private int maxSize;// 栈的大小
    private int[] stack;// 数组，数组模拟栈，数据就放在该数组
    private int top = -1;// top表示栈顶，初始化为-1

    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    public int reTop() {
        return stack[top];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == this.maxSize;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //入栈
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满了
        if (isFull()) {
            System.out.println("该栈已满，无法存放数据了");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("该栈已经空了，没有数据了");
            return 0;
        }
        return stack[top--];
    }

    //遍历栈
    public void showList() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("该栈已经空了，没有数据了");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("栈的数据如下：stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级，优先级是程序员来确定，优先级使用数字表示
    //数字越大，则优先级就越高。
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;// 假定目前的表达式只有 +，
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '*' || val == '/' || val == '+' || val == '-';
    }

    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;//res 用于存放计算的结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;//注意顺序
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}
